1.ラプラス変換ふつう
F(s) = (4s + 21)/(s² + 2s + 1) の f(t) を求め、f(0.75) を計算せよ。
F(s) = (4s + 21)/(s² + 2s + 1)t = 0.75 s
f(0.75) =
2.ラプラス変換むずかしい
ラプラス変換を用いて、y(0) = −7、y′(0) = 14 の条件で y″ + 5y′ + 4y = 0 を解き、y(1.2) を求めよ。
y″ + 5y′ + 4y = 0y(0) = −7y′(0) = 14t = 1.2 s
y(1.2) =
3.ブロック線図ふつう
プラント G(s) = K/((s + 4)(s + 12)) を単位負帰還ループに入れる。閉ループが臨界減衰(等しい 2 つの実数極)になるゲイン K を求めよ。
G(s) = K/((s + 4)(s + 12))単位負帰還
K =
4.ブロック線図むずかしい
比例コントローラ K = 25 が、プラント G(s) = 5/(s + 7) を単位負帰還ループで駆動する。外乱 D はプラントの入力に加わる(コントローラの出力に加算される)。 R = 0 のとき、大きさ 1 の外乱ステップを加える。定常出力 css を求めよ。
K = 25G(s) = 5/(s + 7)D = 1R = 0
css =
5.ステップ応答ふつう
ある系の伝達関数は G(s) = 2.5/(s² + s + 5) で、単位ステップ入力を受ける。 固有角周波数 ωn を rad/s で求めよ。
G(s) = 2.5/(s² + s + 5)
ωn = rad/s
6.ステップ応答むずかしい
零点をもたない 2 次系のステップ応答で、オーバーシュートを 15 % にしたい。減衰比 ζ を求めよ。
%OS = 15 %
ζ =
7.安定性:ラウス・フルビッツ法と根軌跡ふつう
制御対象 G(s) = (s + 2)/((s − 1)(s + 2)) は s = 1 に不安定な極をもちます。比例ゲイン K で、その周りに単位フィードバックのループを組みます。閉ループが安定になる最小のゲイン Kmin を求めなさい。
G(s) = (s + 2)/((s − 1)(s + 2))
Kmin =
8.安定性:ラウス・フルビッツ法と根軌跡むずかしい
L(s) = K/((s + 6)(s + 12)) の根軌跡を示します。2 つの閉ループ極が実軸上で一致する分岐点 sb でのゲイン K を求めなさい。
L(s) = K/((s + 6)(s + 12))
K =
9.定常偏差と PID 制御ふつう
プロセス G(s) = 0.5/(2s + 1) を、比例ゲイン K = 9 で単位フィードバックのループにより制御します。ステップ入力に対する定常偏差 ess を、ステップの大きさに対する百分率で求めなさい。
G(s) = 0.5/(2s + 1)K = 9
ess = %
10.定常偏差と PID 制御むずかしい
比例制御器 K = 16 が、単位フィードバックのループで制御対象 G(s) = 10/(s(s + 4)) を制御しています。 ステップ応答のピーク時間 tp を求めよ。
G(s) = 10/(s(s + 4))K = 16
tp = s
11.ボード線図と余裕ふつう
ω = 5 rad/s における G(s) = 13(s + 6)/(s(s + 11)) の位相 ∠G(jω) を度で求めよ。
G(s) = 13(s + 6)/(s(s + 11))ω = 5 rad/s
∠G(jω) = °
12.ボード線図と余裕むずかしい
ユニティフィードバック系の開ループ伝達関数は L(s) = 506/(s(s + 7)(s + 9)) である。 ゲイン余裕 GM を dB で求めよ。
L(s) = 506/(s(s + 7)(s + 9))
GM = dB